[发明专利]三维微流体装置

说明书

相关申请

本申请要求在2008年3月27日提交的美国临时专利申请No.61/072,049的优先权，通过引用把该临时申请全部并入于此。本申请的权利要求书涉及PCT/US07/081848，通过引用把后者全部并入于此。

技术领域

公开的主题大体上涉及三维微流体装置。

背景技术

近些年来，微流体系统由于它们多样和广泛的潜在用途，已经引起日益增大的兴趣。例如，使用非常少量的样品，微流体系统就可进行复杂的生物化学反应，以获得重要的化学和生物信息。优点包括，微流体系统减小样品和试剂的需要量，缩短反应的响应时间，及降低需处置的生物危害废物的量。

最初在二十世纪九十年代早期开发的微流体装置，最开始是使用从微电子工业转用的光刻和蚀刻技术用硅和玻璃制造的。目前的微流体装置由塑料、硅酮或其它聚合物材料建造，例如由聚二甲基硅氧烷(PDMS)建造。这样的装置一般昂贵、不可弯曲及建造困难。

横向流动流体装置是两维(2-D)的，并且应用于流体需要在单个平面中串行或并行地被运输的用途。然而，在2-D装置中在相邻通道中的流体不能在不相交的情况下彼此交叉。这种拓扑结构的约束最终限制2-D流体装置的设计和应用。因而，仍然有对于便宜、柔软及建造容易的三维微流体装置的需要。

发明内容

在本发明的一个方面，描述一种三维微流体装置。三维微流体装置包括多个图案化多孔亲水层，这些图案化多孔亲水层至少包括第一和第二图案化多孔亲水层。图案化多孔亲水层包括流体不可透过阻挡物，该流体不可透过阻挡物大体透过图案化多孔亲水层的厚度，并且限定了在每个图案化多孔亲水层内的一个或多个亲水区域的边界。三维微流体装置也包括流体不可透过层，该流体不可透过层布置在第一和第二图案化多孔亲水层和每两个相邻图案化多孔亲水层之间。流体不可透过层包括一个或多个开口。三维微流体装置也包括布置在流体不可透过层的开口中的多孔亲水介质，该流体不可透过层布置在第一和第二图案化多孔亲水层之间。该亲水介质接触在第一和第二图案化多孔亲水层的每一个内的亲水区域的至少一个。

在一个实施例中，多孔亲水介质包括纸。在另一个实施例中，多孔亲水介质包括色谱纸。在又一个实施例中，多孔亲水介质包括纸，并且纸浸渍有从包括化学或生物试剂、指示剂、粘合剂、流体流动阻止剂、流体流动促进剂或它们的组合的组中选择的成分。在又一个实施例中，多孔亲水层包括纸。在又一个实施例中，多孔亲水层包括色谱纸。在又一个实施例中，阻挡物包括聚合光刻胶。在又一个实施例中，阻挡物包括聚合光刻胶，并且光刻胶包括SU-8光刻胶。在又一个实施例中，流体不可透过层包括塑料片材。在又一个实施例中，流体不可透过层包括塑料片材，并且塑料片材包括胶带。在又一个实施例中，流体不可透过层包括塑料片材，塑料片材包括胶带，并且胶带包括双面胶带。

在又一个实施例中，亲水区域包括：第一亲水区域，包括用来沉积第一流体的储器；第二亲水区域，包括用来从储器接收第一流体和分布第一流体的分布区域；及亲水区域阵列，用来从分布区域接收第一流体。在又一个实施例中，阵列的每个亲水区域还包括用来分析第一流体的分析试剂。在又一个实施例中，分析试剂是蛋白质分析试剂、葡萄糖分析试剂、乙基乙酰乙酸钠分析试剂、硝酸钠分析试剂或它们的组合。

在另一个方面，描述一种三维微流体装置。三维微流体装置包括多个图案化多孔亲水层。每个图案化多孔亲水层包括流体不可透过阻挡物，该流体不可透过阻挡物大体透过图案化多孔亲水层的厚度，并且限定了在每个图案化多孔亲水层内的一个或多个亲水区域的边界。三维微流体装置也包括流体不可透过层，该流体不可透过层布置在每两个相邻图案化多孔亲水层之间，并且流体不可透过层包括一个或多个开口。三维微流体装置也包括填充一个或多个开口的材料塞，以便提供局部温度控制、分析流体样品、过滤微流体样品、或调节微流体流动。材料塞与在每个相邻图案化多孔亲水层内的亲水区域之一的至少一部分相直接接触。